Ajustando os instrumentos que produzem algumas de nossas ondas sonoras mais indeléveis - guitarras, pianos, cordas vocais - tornou-se comum, esperado, fácil.

Ajustando as superfícies inundadas por essas ondas, em tempo real? Uma proposta muito mais complicada. Mas um protótipo de alteração de ondas da Universidade de Nebraska - Mehrdad Negahban de Lincoln e colegas da Universidade de Pequim poderiam apontar o caminho - e encontrar uso em aplicações que variam de sinais de ampliação a adversários desorientadores.

"Vivemos em um mundo repleto de ondas sonoras que nos ajudam a nos comunicar, triangular e avaliar, "disse Negahban, professor de engenharia mecânica e de materiais. "Nossos ouvidos nos permitem triangular a fonte dos sons. Ouvir os reflexos das ondas sonoras nos ajuda a caracterizar as propriedades da superfície da qual elas estão refletindo.

"E se pudéssemos mudá-los à vontade? Poderíamos usar esta superfície para ocultar uma fonte ou criar uma ilusão?"

Embora seu potencial seja tentador, o design do protótipo é relativamente simples:uma superfície de 32 canais verticais, cada um conectado a ressonadores que podem ser ajustados por meio de controles deslizantes horizontais em forma de T.

Ao estender ou retrair os controles deslizantes para estreitar ou alargar os tubos correspondentes, a equipe mostrou que o protótipo pode redirecionar dinamicamente as ondas sonoras que passam pela superfície.

"É uma ideia tão simples, "Negahban disse." A única coisa que você precisa fazer é ajustar esses controles deslizantes. "

Embora a ideia de materiais ou superfícies de engenharia para refratar estrategicamente as ondas sonoras seja bem estabelecida, a maioria dos projetos existentes são estáticos, a equipe disse.

"Muito do que eles fizeram não é ajustável, "Negahban disse." Nós olhamos para isso e dissemos:"Podemos descobrir uma maneira de controlar essa coisa." "

Simulações de computador realizadas por Zhong Chen, da Universidade de Pequim, um ex-aluno de doutorado de Nebraska, permitiu à equipe prever como qualquer configuração dos tubos alteraria o ângulo de refração das ondas. Embora a equipe tenha ajustado manualmente as configurações de seu protótipo de plexiglass impresso em 3D, a incorporação de um sistema de controle eletrônico permitiria aos usuários fazer ajustes facilmente em tempo real, ele disse.

Essas mesmas simulações ofereceram uma prévia do que é possível quando uma superfície sólida pode refratar dinamicamente as ondas sonoras de maneiras que violam as expectativas. Certas configurações circulares podem fazer os ouvintes ou leitores de sinais acústicos sentirem que uma estrutura está residindo em algum lugar diferente de sua localização real - e permitir que os usuários mudem a localização fictícia em tempo real. Outras configurações podem levar os ouvintes a acreditar que uma estrutura estacionária está se movendo, ou vice-versa.

"Essencialmente, você pode fazer parecer que algo não está lá, ou está em algum lugar onde não é, "Negahban disse." Isso poderia ter aplicações militares. Obviamente, se alguem quiser acertar, você quer que eles atinjam o lugar errado. "

Alternativamente, o design pode focar ondas sonoras da mesma forma que as mãos em concha ajudam a transportar a voz ou uma lente óptica focaliza ondas de luz visível para ampliar seu sinal em um determinado ponto, Negahban disse. Ao contrário de uma onda em expansão radial, que perde energia substancial enquanto viaja, uma onda focada mantém melhor sua energia e pode, consequentemente, viajar distâncias maiores enquanto retém um sinal útil, ele disse.

"Você poderia fazer muitas coisas com essas ondas, "Negahban disse." Quase nos perguntamos por que não estávamos fazendo um pouco mais disso antes, mas suponho que estávamos apenas presos em outras coisas. "

A equipe publicou seus resultados no Journal of Physics D:Física Aplicada .